基于5G技术的无人机在输电线路巡检的应用

韩非

摘  要：输电线路在电力整体系统中占据重要地位，其是否可以正常运行直接影响着居民日常用电和企业生产用电的稳定性。现阶段5G技术及应用在全球范围内已进行很多讨论和探索，5G具有高带宽、低延时、高精度、宽空域的特点，可以帮助无人机弥补更多短板，适用更多应用场景满足输电线路巡检的需求。文章研究5G技术的无人机在输电线路巡检的应用，希望能够减少人工成本、提高输电线路巡检质量、及时发现输电线路及其周边环境存在问题、保障输电线路运行安全。

关键词：5G技术;无人机;输电线路巡检;应用

引言

人们物质生活水平的不断提升使得很多家用电器进入到居民生活中，人們的用电量变得越来越大，对于电力的依赖也变得越来越强烈，为此我国电力企业对电网规模进行了提升，但是这样又给输电线路巡检工作增加了负担。以前的人工巡检方式显然已经不能满足不断扩大的电网规模，所以就要引进更为先进的5G无人机自动巡检技术，以此来减轻巡线工作压力和危险性，同时能够提高巡线工作效率，为人们安全、平稳用电提供保障。

1在电力输电线路巡检中5G无人机的应用概述

①输电线路巡检方法。目前使用最多的运维手段主要有：人工的日常运维、使用机器人进行线路检查、使用载人直升机进行检查和5G无人机技术巡检。随着电力线路的大力建设，常规的人工巡检方式已经无法满足现在的巡检需求了，所以后面引入了机器人进行线路巡查检验，精度得到大大提高，但是工作速率低、跨越障碍物的能力很差等各种不足，很快限制了其在电力行业中的大量应用。使用载人直升机主要是运用一些成像技术清晰地拍出线路的图像，但成本实在太高，还存在管理与技术复杂性高、综合性高的特点，因此适用范围较小。5G无人机巡检方式可以克服上述巡检中的各种不足，具有成本低、操作简便等特点，应用场景广泛，在电力企业的线路巡检工作中发挥着重要的作用。

②5G无人机的应用优势。第一借助5G无人机可以快速、精准完成架空线路高空巡检作业，快速查找故障点;第二使用这种技术，可以减少传统的登高作业次数;第三在一些比较不方便作业的区域，使用这种技术可以实现快速准确地找到故障;第四在对高压端（如绝缘子、金具等）进行局放检测时，可以大大降低工人的工作强度，具有非常明显的优点。

2 5G技术的无人机在输电线路巡检的应用

2.1线路通道、树障巡检的应用

以前，只有技术熟练、对线路结构了解充分的操作人员才能顺利指挥机器人、无人机，指挥过程中不能出现任何差错，对拍照距离和角度也有着很高的要求，这无疑给操作人员增加了工作难度。在输电线路巡检中应用5G无人机自动驾驶技术，不仅可以减轻操作人员的工作难度，降低对操作人员技术水平的要求，还可以提高数据采集精确性。该技术应用雷达高精度定位系统、采用大数据积累技术，操作人员只需要按动按钮，5G无人机就可以按照提前规划好的航迹线路自动飞行，定位系统会将飞行地标实时传送给5G无人机，到达指定位置后，还会自动进行拍照、保存，完成任务后不需要操作人员指挥就可以自动返航，从而实现了5G无人机自动巡检工作新模式。这种工作模式已经成为当前输电线路巡检的重要手段，特别是那些位于地形复杂区域的输电线路。以前的人工巡检每人每天只能完成约4千米巡视，应用5G无人机自动巡检每天可以完成近14千米的巡视，工作效率大辐提升。

2.2 5G无人机巡检的实际应用

借助于5G无人机的摄影问题排查技术，电力系统输电线路的相关工作人员可以快速、准确地获取高质量、高分辨率的周围地理环境的相关信息，5G无人机采集所获取的信息有着较高的直观性，有助于对线路环境的认识。5G无人机可以实现从“人工操控”到“自主巡航”。如某供电公司组织5G无人机工作，短短15分钟，5G无人机组就完成了330kV输电线路的自主巡查。相关负责人介绍“以前由于操作人员的技术水平和试验模式不同，检查质量和结果存在误差，存在一定的操作风险。使用5G无人机巡检后，只需监护人就能完成所有检查工作，降低了工作成本和作业强度，使工作更加规范化、安全化，检查效率大大提高;借助新技术，5G无人机可实现高精度自动逐站、逐塔巡线、数据实时返回等功能，并自动完成日常巡检工作，即使拇指大小的螺丝松了，也逃不过5G无人机的眼睛。”目前5G无人机可装备TEM SIDO系统，将线路走廊的高精度拍摄、三维建模场景;由于5G无人机采集所获取的信息有着较高的直观性，有助于工作人员对线路环境形成清晰的认识。在电力系统输电线路的问题排查中应用5G无人机是十分可行且十分必要的，有着广阔的应用空间和发展前景。5G无人机巡检技术可以代替人工完成特殊情况的作业，且5G无人机受到环境因素的干扰较小，为进一步提高效率，还可以对线路进行立体模型的构建，对线路进行优化。

2.3自主巡检技术的应用

架空输电线路5G无人机巡检作业操作的时候会由地面操作人员根据自己所看到的以及收集上来的影像资料指导5G无人机拍摄。自主巡检技术对操作人员的个人操作能力有着较高的要求，且需要根据场地的不同情况来做出相应的调整。在架空输电线路数量较多的情况下，完全依靠操作人员无法顺利完成工作。不仅如此，受技术自身的影响，自主巡检技术在实施应用的时候会出现以下问题;①技术不成熟，5G无人机每次拍摄角度和位置差别比较大，最终导致拍摄影像的质量高低不一。②地面站的软件没有根据任务需求来采集数据信息。③自主巡检5G无人机续航存在问题，不具备5G无人机自动充电、自动收放的功能设备支持。为了能够解决以上问题，需要在现有5G无人机技术基础上进一步打造出精准定位的模块，如千兆网络、RTK等，并在5G无人机拍摄领域积极推广现场自适应拍摄技术。

2.4线路设备隐患台账记录和更新的应用

5G无人机自动巡检时会从不同的角度对输电线路设备进行拍摄，操作人员可以利用专门的软件将这些照片整合起来，这样就可以绘制线路全景，还可以应用在很多测量或检测工作中，如线路交叉跨越安全距离确定、多工况线路状态检测等。此外，还可以应用到线路隐患台账记录当中，为快速排除线路故障提供助力。重要交叉跨越段的输电线路具有很大的巡检难度，所以要应用5G无人机自动巡检来对安全隐患进行及时发掘，为线路顺畅运行提供保障，为电力企业及时了解线路运行状况提供助力，最终实现自动化线路巡检。

结语

随着5G网络的全覆盖以及相关技术的成熟，5G无人机可以大范围应用于输电线路巡检领域，使输电线路巡检摆脱环境、地域和人员等传统巡检方式限制，较大程度上提高工作效率。电力公司还可以利用巡检过程中积累的大量数据进行数据共享，进一步提升输电线路巡检自动化水平，同时促进输电线路巡检的数字化转型。

参考文献

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